JP2008094203A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 剛性の低下を抑制しつつ製造コストを低減することができるステアリングコラム装置を提供する。
【解決手段】 本発明のステアリングコラム装置１は、軸方向に伸縮自在なステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を覆うアウタチューブ４と、ステアリングシャフト２を覆うとともに、アウタチューブ４の内周面に軸方向に相対移動可能に挿入されたインナチューブ５とを有している。インナチューブ５には、その一端部側端面から軸方向に沿って延びるスリット５ａが形成されている。また、本発明のステアリングコラム装置１は、スリット５ａに嵌め込まれることで当該スリット５ａを広げ、インナチューブ５を拡径させてアウタチューブ４の内周面に圧接固定する楔状部２０ｃが形成されたスペーサ２０を有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ステアリングホイールの軸方向位置を調整することができるテレスコピック式のステアリングコラム及びこれを用いたステアリング装置に関する。

従来から、自動車用のステアリングコラム装置には、ステアリングホイールの軸方向位置を調整することができるテレスコピック式のステアリングコラム装置がある。このテレスコピック式のステアリングコラム装置には、伸縮自在なステアリングシャフトを支持しつつ当該ステアリングシャフトを覆うアウタチューブと、前記ステアリングシャフトを支持しつつ前記ステアリングシャフトを覆い、前記アウタチューブに軸方向にスライド可能に挿入されたインナチューブとを備えたものがある。前記ステアリングシャフトの一端にはステアリングホイールが、他端にはステアリングギヤボックスが取り付けられており、上記ステアリングコラム装置は、前記ステアリングシャフトを伸縮させるとともに前記両チューブを互いに軸方向に相対移動させ、両チューブの相対位置を任意の位置で固定することで、前記ステアリングホイールの軸方向位置を調整固定できるように構成されている。

上記構成のステアリングコラム装置では、前記インナチューブと前記アウタチューブとをスムーズに相対移動させるために、インナチューブの外周面とアウタチューブの内周面との間には僅かな隙間を設ける必要がある。その一方、このように両チューブ間に隙間が設けられた状態であると、当該ステアリングコラム装置自体の剛性が低下する。このため、前記アウタチューブに、当該アウタチューブの内径を縮径するためのクランプ部を一体に設け、前記ステアリングホイールの位置を調整した後に、このクランプ部を締付ボルトによって締め付けることでアウタチューブの内径を縮径させ、両チューブ間のクリアランスを無くすとともに、インナチューブを外周側から締め付けることで両チューブを互いに圧接固定することで、ステアリングコラム装置の剛性の低下を抑制するものが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１２０７３１号公報（図１、図４）

上記従来のステアリングコラム装置において、アウタチューブに設けられるクランプ部は、締付ボルトによって締め付けられるとともにインナチューブを締め付ける必要があるため、適度な剛性を確保すべく他の部分よりも厚肉にする必要がある。このため、上記のような厚肉のクランプ部をアウタチューブに一体に設けるために、アウタチューブ全体をアルミダイキャスト等によって形成しなければならず、当該ステアリングコラム装置の製造コストを増大させる要因となっていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、剛性の低下を抑制しつつ製造コストを低減することができるステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、軸方向に伸縮自在なステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの一端部側を支持しつつ前記ステアリングシャフトを覆うアウタチューブと、前記ステアリングシャフトの他端部側を支持しつつ前記ステアリングシャフトを覆うとともに、前記アウタチューブの内周面に対して所定の隙間を設けた状態で、その一端部が前記アウタチューブに軸方向に相対移動可能に挿入されたインナチューブと、前記インナチューブと前記アウタチューブとの相対移動を規制する規制手段と、を有するステアリングコラム装置において、前記規制手段が、前記インナチューブの一端部側端面から軸方向に沿って延びるスリットと、前記スリットに嵌め込まれることで当該スリットを広げ、前記インナチューブを拡径させて前記アウタチューブの内周面に圧接固定する楔状部材と、によって構成されていることを特徴としている。

上記のように構成されたステアリングコラム装置によれば、インナチューブのスリットに楔状部材を嵌め込んで当該インナチューブを拡径し、アウタチューブの内周面に圧接固定することで、インナチューブとアウタチューブとの相対移動を規制するので、アウタチューブ側に上記従来例のようなクランプ部等のアウタチューブを縮径させるための部材を一体的に設ける必要がない。このため、アウタチューブには、パイプ材等を用いることができ、低コストかつ簡易な構造とすることができる。
また、インナチューブを拡径しアウタチューブの内周面に圧接固定するので、両チューブ間に設けられた隙間を無くすことができ、当該ステアリングコラム装置の剛性の低下を抑制することができる。

また、前記アウタチューブには、前記インナチューブのスリットを外部に露出させる露出部が設けられていることが好ましい。
この場合、アウタチューブに挿入され外周面が覆われた状態となるインナチューブの一端部側に設けられたスリットを、露出部を通じて外部に露出させることができるので、容易にスリットに楔状部材を嵌め込むことができる。

また、上記ステアリングコラム装置において、前記インナチューブもしくはアウタチューブのいずれか一方に設けられたコラム側ブラケットと、前記コラム側ブラケットを車体側にチルト調節可能に固定する固定手段と、をさらに備え、前記楔状部材は、前記固定手段による前記コラム側ブラケットの固定動作に連動して前記スリットに嵌め込まれるものであってもよい。
この場合、ステアリングコラム装置のチルト動作の固定を行うのと同時に両チューブの相対移動を規制することができるので、チルト調節とステアリングシャフトの伸縮調節とを同時に行うことができる。

本発明のステアリングコラム装置によれば、簡易な構造でインナチューブとアウタチューブとを圧接固定して両者の相対移動を規制できるので、剛性の低下を抑制しつつ製造コストを低減することができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態であるステアリングコラム装置の側面図であり、図２は図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
図１及び図２において、このステアリングコラム装置１は、自動車のステアリングホイールが取り付けられ、ステアリングホイールに入力される回転力をステアリングギヤボックスに伝達するための装置であり、一端部にステアリングホイール（図示せず）が一体回転可能に取り付けられるステアリングシャフト２と、このステアリングシャフト２を覆いつつ回転自在に支持する円筒状のコラムチューブ３と、ステアリングコラム装置１を車体側に固定するための第１及び第２の固定部６，７とを有している。

ステアリングシャフト２は、一端部に前記ステアリングホイールが取り付けられるアッパーシャフト２ａと、このアッパーシャフト２ａの他端部に一体回転可能に連結されたロアシャフト２ｂとを備えている。
図３は、アッパーシャフト２ａとロアシャフト２ｂとの連結部分を示したステアリングコラム装置１の部分断面図である。図３も参照して、アッパーシャフト２ａは、鋼製の中空パイプ材等を用いて形成されたものであり、一端部にはステアリングホイール（図示せず）が取り付けられる取付部２ａ１が形成されている。アッパーシャフト２ａは、この取付部２ａ１がコラムチューブ３の端部から突出した状態で配置されている。
ロアシャフト２ｂは、鋼製の棒材等からなり、一端部にはステアリングギヤボックス（図示せず）に連結される連結部２ｂ１が形成されている。ロアシャフト２ｂは、この連結部２ｂ１がコラムチューブ３から突出した状態で配置されている。また、ロアシャフト２ｂの他端部は、アッパーシャフト２ａの内周面側に挿入されており、両シャフト２ａ，２ｂが連結されている。ロアシャフト２ｂの他端部の外周面及びアッパーシャフト２ａの内周面には、互いに嵌合するスプライン溝２ａ２，２ｂ２が形成されており、両シャフト２ａ，２ｂは、スプライン嵌合によって、一体回転可能かつ互いに軸方向に相対移動可能に連結されている。従って、ステアリングシャフト２は、両シャフト２ａ，２ｂを相対移動させることで軸方向に伸縮可能である。

ステアリングシャフト２を覆うコラムチューブ３は、アッパーシャフト２ａ側に配置されたアウタチューブ４と、ロアシャフト２ｂ側に配置されたインナチューブ５と、を備えている。
アウタチューブ４は、鋼製のパイプ材等を用いて形成されたものであり、その一端部側からインナチューブ５が挿入されている。インナチューブ５もアウタチューブ４と同様パイプ材等を用いて形成されており、その一端部には、端面から軸方向に沿って延びるスリット５ａが形成されている。また、アウタチューブ４には、スリット５ａを外部に露出するための露出部としての窓部４ａが形成されている。この窓部４ａによって外部に露出しているスリット５ａには、後述する楔状部２０ｃが嵌め込まれている。
インナチューブ５の外径は、アウタチューブ４の内径よりも僅かに小さく形成されているが、図のように、楔状部２０ｃがスリット５ａに嵌め込まれた状態においては、その外径が拡径され、インナチューブ５の外周面をアウタチューブ４の内周面に押圧することで、両チューブ４，５が互いに相対移動しないように固定されている。

一方、楔状部２０ｃが、スリット５ａに嵌め込まれていない状態においては、インナチューブ５は、アウタチューブ４の内周面に対して所定の隙間を設けた状態で、挿入されており、アウタチューブ４に対して軸方向に相対移動可能である。従って、コラムチューブ３は、両チューブ４，５を相対移動させることで、伸縮させることができる。

また、アウタチューブ４の他端部、及びインナチューブ５の他端部の内周面側には、それぞれ、ステアリングシャフト２を回転自在に支持する転がり軸受（図示せず）が設けられており、アウタチューブ４は、前記転がり軸受によって、取付部２ａ１が形成されたステアリングシャフト２の一端部側を支持しており、インナチューブ５は、前記転がり軸受によって、連結部２ｂ１が形成されたステアリングシャフト２の他端部側を支持している。これら両チューブ４，５に設けられた転がり軸受によって、ステアリングシャフト２は、コラムチューブ３に回転自在に支持されるとともに、コラムチューブ３を伸縮させることで、ステアリングシャフト２も同時に伸縮させることができる。
すなわち、本実施形態のステアリングコラム装置１は、ステアリングシャフト２を伸縮し、ステアリングホイールの軸方向位置の調整が可能である、いわゆるテレスコピック式のステアリングコラム装置を構成している。

第１及び第２の固定部６，７は、車体側に固定されて、当該ステアリングコラム装置１を車体に対して支持するものである。この内、第２の固定部７は、ピン７ａ回りにコラムチューブ３を揺動自在に支持しており、当該ステアリングコラム装置１のチルト動作を実現する。第１の固定部６は、車体側に固定される車体側ブラケット１０と、アウタチューブ４の外周面に固定されたコラム側ブラケット１１と、このコラム側ブラケット１１を車体側ブラケット１０に固定し、ピン７ａ回りに揺動するステアリングコラム装置１のチルト動作を固定するための固定機構１２とを有している。

図２を参照して、コラム側ブラケット１１は、アウタチューブ４の両側方に溶接等で固定され下方に延びる一対の側板部１１ａと、これら一対の側板部１１ａを繋ぐ底板部１１ｂとを有している。一対の側板部１１ａには、固定機構１２を挿通するための孔部１１ａ１がそれぞれ設けられている。また、コラム側ブラケット１１の側板部１１ａの外側面には、車体側ブラケット１０の上板部１０ｂから下方に延びる一対の側板１０ａが、それぞれ当接している。この側板１０ａには、側板部１１ａの孔部１１ａ１の位置に対応するとともに、長径が上下方向に沿う長孔部１０ａ１が設けられている。これら孔部１１ａ１及び長孔部１０ａ１には、固定機構１２の締結軸１３が挿通されている。

固定機構１２は、上記締結軸１３の他、締結軸１３の外周面と両孔部１０ａ１，１１ａ１との間に介在し当該締結軸１３を回転自在に支持しているカム１４及び軸受部材１５と、締結軸１３を回動させるための操作レバー１６とを有している。
締結軸１３は、一端部に、ボルト孔が形成された頭部１３ａが形成されるとともに、他端部に、雄ねじ部１３ｂが形成されている。雄ねじ部１３ｂには、ナット１３ｃが螺合されており、締結軸１３は、頭部１３ａと、ナット１３ｃとの間で、各部材を保持している。また、締結軸１３の外周面には、後述するスペーサ２０の内周面に形成されたスプライン溝に係合するスプライン溝１３ｄが形成されている。

カム１４、及び操作レバー１６は、締結軸１３の頭部１３ａと、紙面左側に位置している側板１０ａとの間に配置されている。
カム１４は、側板１０ａ側に配置された第１のカム部材１４ａと、頭部１３ａ側に第１のカム部材１４ａと対向して配置された第２のカム部材１４ｂとを有している。両カム部材１４ａ，１４ｂの互いに対向する面には、それぞれ、互いに噛み合うカムが形成されており、両者を相対回転させることで、互いのカムが交互に噛み合う噛み合い位置と、互いのカムの頂部が互いに当接して乗り上がる乗り上がり位置とに、切り替えることができ、両カム部材１４ａ，１４ｂの間隔を変えることができる。図２においては、両カム部材１４ａ，１４ｂが乗り上がり位置にある状態を示しており、噛み合い位置に対して、より両カム部材１４ａ，１４ｂの間隔が広げられている。

操作レバー１６は、締結軸１３を基端として、取付部２ａ１側（ステアリング側）に延びるように設けられている（図１参照）。この操作レバー１６は、第２のカム部材１４ｂとともに、締結軸１３に対して一体回転可能に固定されており、運転者が操作レバー１６を回動させることで、締結軸１３及び第２のカム部材１４ｂを回動させることができる。なお、操作レバー１６は、図１中、実線で示した位置としたときに、カム１４が乗り上がり位置となり、破線で示した位置としたときに、カム１４が噛み合い位置となるように構成されている。

また、第１のカム部材１４ａは、側板１０ａに当接している当該第１のカム部材１４ａのフランジ部１４ａ１から軸方向に延びるボス部１４ａ２が、長孔部１０ａ１に挿通されるとともに紙面左側の側板部１１ａの孔部１１ａ１に、がたつきがない程度に軸方向に移動可能に挿入されている。一方、軸受部材１５も、側板１０ａに当接しているフランジ部１５ａから軸方向に延びるボス部１５ｂが、長孔部１０ａ１に挿通されるとともに紙面右側の側板部１１ａの孔部１１ａ１に対して、がたつきがない程度に軸方向に移動可能に挿入されている。このため、締結軸１３、カム１４、軸受部材１５、側板部１１ａを有するコラム側ブラケット１１、及びコラムチューブ３は、側板１０ａに対して、長孔部１０ａ１に沿って上下方向に移動可能である。

さらに、上記第１のカム部材１４ａ及び軸受部材１５は、側板１０ａ及び側板部１１ａに対して、回転しないように長孔部１０ａ１、孔部１１ａ１に挿入されている。
このため、操作レバー１６の回動操作によって、両カム部材１４ａ，１４ｂを相対回転させることができ、カム１４を噛み合い位置と乗り上がり位置とに切り替えることができる。

軸受部材１５のフランジ部１５ａの外側には、スラストワッシャ１７、ワッシャ１８を介してナット１３ｃが上述のように締結軸１３の雄ねじ部１３ｂに螺合されており、各部材を保持している。
また、一対の側板部１１ａの間には、内周側に締結軸１３が挿入された円筒状のスペーサ２０が配置されている。このスペーサ２０は、その内周面に締結軸１３の外周面のスプライン溝１３ｄと係合するスプライン溝２０ａが形成されており、締結軸１３と一体回転可能である一方、軸方向には移動可能とされている。このスペーサ２０の両端には、側板部１１ａに当接しているフランジ部２０ｂが形成されている。

上記構成の固定機構１２は、操作レバー１６を図１中の実線で示した位置とし、図２に示すようにカム１４を乗り上げ位置とした場合においては、両カム部材１４ａ，１４ｂの間隔が広げられて締結軸１３が側板１０ａ及び側板部１１ａに対して、紙面左側に相対移動する。このとき、互いに当接している側板１０ａ及び側板部１１ａは、第１のカム部材１４ａ、軸受部材１５、及びスペーサ２０のフランジ部２０ｂによって、挟持されて、互いに圧接され、これによって、側板１０ａに対する側板部１１ａの上下動を固定し、コラムチューブ３を車体に対して固定する。
一方、操作レバー１６を下方に回動し、カム１４を噛み合い位置とした場合、締結軸１３は、紙面右側に相対移動する。これによって、側板１０ａ及び側板部１１ａは、第１のカム部材１４ａ、軸受部材１５、及びフランジ部２０ｂによる、挟持が解除され、側板部１１ａは、側板１０ａに対して上下動可能となる。これにより、側板部１１ａに固定されたコラムチューブ３は、側板１０ａつまり車体に対して、長孔部１０ａ１に沿って上下方向に移動可能となる。
以上のようにして、固定機構１２は、操作レバー１６を固定位置（図１中、実線で示した位置）と解除位置（図１中、破線で示した位置）との間で回動操作することで、コラムチューブ３の上下動を解除可能に固定するように構成されており、当該ステアリングコラム装置１のチルト調節を可能にしている。

また、上記スペーサ２０の外周面には、上方に突出した楔状部２０ｃが一体に形成されている。図４は、楔状部２０ｃの形状を示したスペーサ２０の斜視図である。図２、図３及び図４を参照して、この楔状部２０ｃは、インナチューブ５のスリット５ａの位置に対応する位置に配置されるとともに、コラムチューブ３の軸方向に沿う板状に形成されており、その端縁には、スリット５ａに向かって先細りに形成された断面楔状の先端部２０ｃ１を有している。スペーサ２０は、上述したように、締結軸１３に対して一体回転可能であるため、スペーサ２０に一体に形成された楔状部２０ｃにおいても、締結軸１３の回動に応じて、締結軸１３の中心軸回りに回動し、楔状の先端部２０ｃ１からスリット５ａに差し込まれることで、滑らかにスリット５ａに嵌め込まれる。
なお、スペーサ２０は、締結軸１３に対して軸方向に移動可能であり、締結軸１３が相対移動したとしても、楔状部２０ｃはスリット５ａの位置に対応する位置から移動しない。

締結軸１３の回動に応じて回動する楔状部２０ｃは、操作レバー１６を固定位置とし、コラムチューブ３を固定状態とした場合に、インナチューブ５に形成されたスリット５ａに嵌め込まれるように形成されている。図２、図３のようにスリット５ａに楔状部２０ｃが嵌め込まれている状態においては、スリット５ａが楔状部２０ｃによって広げられ、上述したように、アウタチューブ４の内径よりも僅かに小さく形成されているインナチューブ５の外径が拡径されて、インナチューブ５の外周面をアウタチューブ４の内周面に圧接する。これによって、両チューブ４，５は、互いの相対移動が規制され、両チューブ４，５は互いに固定される。このように、スリット５ａと、楔状部２０ｃとは、両チューブ４，５の相対移動を規制する規制手段を構成している。
なおスリット５ａは、楔状部２０ｃの嵌め込まれる位置によってインナチューブ５の拡径量が大きく変化しない程度の長さに設定されている。

一方、操作レバー１６を解除位置に回動させると、楔状部２０ｃは、締結軸１３の回動に応じて、図３中、破線で示す位置に回動し、この結果、スリット５ａから抜き出される。この場合、インナチューブ５は、元の外径に縮径するので、アウタチューブ４の内周面に対して所定の隙間が確保され、アウタチューブ４に対して軸方向に相対移動可能となる。従って、コラムチューブ３及びステアリングシャフト２は、伸縮可能となり、前記ステアリングホイールの軸方向位置の調節が可能となる。

つまり、本実施形態のステアリングコラム装置１は、操作レバー１６を固定位置に操作し固定機構１２によってチルト動作を固定すると、その固定動作に連動して楔状部２０ｃがスリット５ａに嵌め込まれるように構成されており、これによって、チルト動作の固定を行うのと同時に両チューブ４，５の相対移動を規制することができ、この結果、チルト調節とステアリングシャフトの伸縮調節とを同時に行うことができる。

上記のように構成されたステアリングコラム装置１によれば、インナチューブ５のスリット５ａに楔状部２０ｃを嵌め込んでインナチューブ５を拡径し、アウタチューブ４の内周面に圧接固定することで、インナチューブ５とアウタチューブ４との相対移動を規制するので、アウタチューブ４側に上記従来例のようなクランプ部等のアウタチューブ４を縮径させるための部材を一体的に設ける必要がない。このため、アウタチューブ４をアルミダイキャスト等によって形成せずとも、パイプ材等を用いることができ、低コストかつ簡易な構造とすることができる。
また、インナチューブ５を拡径し、インナチューブ５の外周面をアウタチューブ４の内周面に圧接するので、両チューブ４，５間に設けられた隙間を無くすことができ、当該ステアリングコラム装置の剛性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態のステアリングコラム装置１において、インナチューブ５に形成されたスリット５ａは、アウタチューブ４に設けられた窓部４ａによって露出されているので、上述のようにコラムブーツ３の下方に配置されたスペーサ２０に形成した楔状部２０ｃを嵌め込むといった簡易な構成を採ることが可能となり、スリット５ａに楔状部２０ｃを嵌め込むのを容易にしている。

なお、本発明のステアリングコラム装置１は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態で示した楔状部材は、チルト調節のための固定機構の操作レバーの回動動作に連動させて、スリットに嵌め込まれるように構成したが、例えば、図５に示すように、アーム２１で弾性的に上下方向に揺動可能に支持された楔状部２０ｃを、スペーサ２０に形成されたカム２０ｄによって下方から押圧し、楔状部２０ｃを上方に揺動させて、スリット５ａに嵌め込むといった構成とすることもできる。なお、この場合、楔状部２０ｃと、スペーサ２０とを別部材としたので、楔状部２０ｃの楔形状の変更が容易となったり、カム２０ｄのプロファイルを変更することによって楔状部２１ｂを上昇させるタイミング等の変更が可能となったりといったように、設計の自由度が高まる。

本発明の一実施形態であるステアリングコラム装置の側面図である。 図１中、ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 アッパーシャフトとロアシャフトとの連結部分を示したステアリングコラム装置の部分断面図である。 楔状部の形状を示したスペーサの斜視図である。 本発明のステアリングコラム装置の他の態様を示した要部断面図である。

符号の説明

１ ステアリングコラム装置
２ ステアリングシャフト
４ アウタチューブ
４ａ 窓部（露出部）
５ インナチューブ
５ａ スリット
１１ コラム側ブラケット
１２ 固定機構（固定手段）
２０ｃ 楔状部

Claims (3)

1. 軸方向に伸縮自在なステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトの一端部側を支持しつつ前記ステアリングシャフトを覆うアウタチューブと、
   前記ステアリングシャフトの他端部側を支持しつつ前記ステアリングシャフトを覆うとともに、前記アウタチューブの内周面に対して所定の隙間を設けた状態で、その一端部が前記アウタチューブに軸方向に相対移動可能に挿入されたインナチューブと、
   前記インナチューブと前記アウタチューブとの相対移動を規制する規制手段と、を有するステアリングコラム装置において、
   前記規制手段が、
   前記インナチューブの一端部側端面から軸方向に沿って延びるスリットと、
   前記スリットに嵌め込まれることで当該スリットを広げ、前記インナチューブを拡径させて前記アウタチューブの内周面に圧接固定する楔状部材と、によって構成されていることを特徴とするステアリングコラム装置。
2. 前記アウタチューブには、前記インナチューブのスリットを外部に露出させる露出部が設けられている請求項１に記載のステアリングコラム装置。
3. 前記インナチューブもしくはアウタチューブのいずれか一方に設けられたコラム側ブラケットと、
   前記コラム側ブラケットを車体側にチルト調節可能に固定する固定手段と、をさらに備え、
   前記楔状部材は、前記固定手段による前記コラム側ブラケットの固定動作に連動して前記スリットに嵌め込まれる請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置。

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